基于DDES方法的汽油机进气流动湍流特性

摘要

采用基于切应力输运(SST)耦合延迟分离涡模拟(DDES)方法,对某汽油机进行了稳流试验条件下的数值模拟,并采用光学发动机上3D-粒子图像测速(PIV)试验数据对结果进行了验证,在此基础上研究了缸内湍流场的空间域及频域特征.通过与试验及雷诺平均(RANS)数值模拟结果的对比发现,DDES方法对发动机缸内复杂流动模拟有明显优势.结果表明:滚流中心面内高气门升程下缸内流动对称趋势较低气门升程工况更好,三维流动区域主要集中在燃烧室及进气门下方区域.平均流雷诺数决定了缸内流场湍流能谱的整体特征,平均流雷诺数越高的区域,湍流能量进入惯性输运的涡团尺度越小.湍流雷诺数主要影响惯性子区长度,湍流雷诺数越高,湍流发展越充分,惯性子区越明显.湍流脉动强度的平方代表湍流能谱所包围的面积;相对湍流脉动强度则影响低频湍流能量密度的高低.